厚20mm的鏤空長方體。該中心動力輸入軸總長為1200mm，兩端分別架設(shè)在固定于左齒輪箱10與右齒輪箱11上的軸承上。
[0077]操作人員通過踩中心軸腳踏板15，可以給中心軸沿機(jī)械傳動方向的扭矩。該扭矩會使中心軸轉(zhuǎn)動。從而完成動力輸入的過程，即人體輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為四足步行機(jī)械結(jié)構(gòu)的機(jī)械能。
[0078]當(dāng)向步行機(jī)構(gòu)運(yùn)動方向踩踏腳踏板時，會給步行機(jī)械輸入向前的動力。當(dāng)向步行機(jī)構(gòu)運(yùn)動方向反向踩踏腳踏板時，會給步行機(jī)械輸入向后的動力，從而使機(jī)械向后運(yùn)動。
[0079]該中心動力輸入軸包括并排的兩組腳踏板，該設(shè)計使機(jī)械可以由單人操作，也可以由雙人操作。
[0080]機(jī)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計
[0081]如圖4所示，機(jī)構(gòu)主體長2000mm，寬1200mm，高300mm。左齒輪組設(shè)置于左齒輪箱10內(nèi)，右齒輪組設(shè)置于右齒輪箱11內(nèi)，左齒輪箱10和右齒輪箱11內(nèi)均為兩長700mm，寬300mm,高800mm的箱體。
[0082]機(jī)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)為船型，其作用為在水淺處四足行走機(jī)構(gòu)可由腿部桿件帶動前進(jìn)，且水流會從船體下方流過，不會發(fā)生倒灌現(xiàn)象。在水過深處可利用主體結(jié)構(gòu)漂浮于水面，使被救援者身體脫離水面。
[0083]齒輪箱的作用為將操作者與船體傳動裝置相隔離，以防止由與誤操作造成的誤傷事故。
[0084]齒輪組設(shè)計
[0085]如圖6所示，齒輪組共兩組，左齒輪箱10和右齒輪箱11內(nèi)各有一組。每一齒輪組內(nèi)包括異形齒輪18、19、20、普通齒輪20與動力21。
[0086]異形齒輪大直徑部分中心角為90度，小直徑部分中心角為270度，大直徑與小直徑之比為3: I，大直徑為420mm，小直徑為140mm，當(dāng)兩個相同異形齒輪相嚙合時，可以使被驅(qū)動齒輪大直徑部分與小直徑部分轉(zhuǎn)動時間比為1:1。每一齒輪組內(nèi)三個異形齒輪中心軸成頂角為120度的等腰三角形。
[0087]普通齒輪20的直徑設(shè)為400mm，動力輸入齒輪21的直徑設(shè)為300mm。普通齒輪20與第一異形齒輪18固定在相同的中心軸上。動力輸入齒輪21固定在曲柄機(jī)構(gòu)兩端。普通齒輪20與動力輸入齒輪21的作用主要是增大傳動比。
[0088]機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)原理
[0089]當(dāng)機(jī)械操動者踩動腳踏板15時，中心動力輸入軸16隨之轉(zhuǎn)動，從而帶動連接于其上的動力輸入齒輪21，由于動力輸入齒輪21與普通齒輪20相嚙合，普通齒輪20隨之轉(zhuǎn)動。由于普通齒輪20與第一異形齒輪18連接于相同的軸上,第一異形齒輪18隨之轉(zhuǎn)動，由第一異形齒輪18與第二、第三異形齒輪17、19相嚙合，第二、第三異形齒輪17、19隨之轉(zhuǎn)動。帶動其異形齒輪的中心軸轉(zhuǎn)動，從而帶動固定于同軸上的動力輸入桿件25轉(zhuǎn)動。
[0090]動力輸入齒輪21和普通齒輪20均采用圓柱齒輪。
[0091]動力輸入桿件25的轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致腿部連桿機(jī)構(gòu)完成周期運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)曲線如圖8所示。
[0092]從而依靠人力的單自由度輸入，我們可以完成對整體機(jī)械的動力輸入。
[0093]以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種四足救援機(jī)器人，其特征在于，包括機(jī)構(gòu)主體、動力輸入裝置以及四個腿部連桿機(jī)構(gòu)，所述動力輸入裝置設(shè)置于機(jī)構(gòu)主體內(nèi)部，所述四個腿部連桿機(jī)構(gòu)均布于機(jī)構(gòu)主體外部的左右兩側(cè)，其中，每一個腿部連桿機(jī)構(gòu)均與動力輸入裝置軸連接，所述動力輸入裝置通過人力驅(qū)動實(shí)現(xiàn)四個腿部連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四足救援機(jī)器人，其特征在于，所述動力輸入裝置包括:中心動力輸入軸和齒輪組，所述中心動力輸入軸徑向設(shè)置于機(jī)構(gòu)主體內(nèi)部的中央，所述齒輪組為兩個，分別為左齒輪組和右齒輪組，所述左齒輪組和右齒輪組分別連接在中心動力輸入軸的兩端，四個腿部連桿機(jī)構(gòu)分別與對應(yīng)一側(cè)的齒輪組軸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四足救援機(jī)器人，其特征在于，所述左齒輪組和右齒輪組均包括:第一異形齒輪、第二異形齒輪、第三異形齒輪、普通齒輪和動力輸入齒輪，其中，所述普通齒輪和動力輸入齒輪相嚙合；所述第一異形齒輪、第二異形齒輪和第三異形齒輪均包括大直徑端和小直徑端，第一異形齒輪的小直徑端分別與第二異形齒輪和第三異形齒輪的大直徑端相嚙合；所述第一異形齒輪的小直徑端與普通齒輪軸連接，所述第二異形齒輪和第三異形齒輪的小直徑端分別與對應(yīng)的腿部連桿機(jī)構(gòu)軸連接，所述動力輸入齒輪與中心動力輸入軸相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四足救援機(jī)器人，其特征在于，第一異形齒輪、第二異形齒輪和第三異形齒輪的大直徑端的中心角分別為90度，第一異形齒輪、第二異形齒輪和第三異形齒輪的小直徑端的中心角分別為270度，大直徑端與小直徑端的直徑之比為3: 1，當(dāng)?shù)诙愋锡X輪和第三異形齒輪相嚙合時，第一異形齒輪的大直徑端與小直徑端轉(zhuǎn)動時間比為I: 10
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的四足救援機(jī)器人，其特征在于，第一異形齒輪、第二異形齒輪和第三異形齒輪的中心軸構(gòu)成頂角為120度的等腰三角形。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四足救援機(jī)器人，其特征在于，所述中心動力輸入軸包括:多個曲柄機(jī)構(gòu)和腳踏板，所述腳踏板連接在相鄰兩個曲柄機(jī)構(gòu)之間；位于兩端的曲柄機(jī)構(gòu)分別與左齒輪組和右齒輪組的動力輸入齒輪相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四足救援機(jī)器人，其特征在于，每一個腿部連桿機(jī)構(gòu)均包括:多根腿部連桿機(jī)構(gòu)桿件和一根動力輸入桿件，所述多根腿部連桿機(jī)構(gòu)桿件彼此拼接構(gòu)成腿部連桿機(jī)構(gòu)的主體,所述動力輸入桿件的一端與腿部連桿機(jī)構(gòu)的主體連接,所述動力輸入桿件的另一端與動力輸入裝置相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的四足救援機(jī)器人，其特征在于，每一根腿部連桿機(jī)構(gòu)桿件均采用中間光滑的螺桿，螺桿的兩端分別為螺紋結(jié)構(gòu)，相鄰的螺桿之間通過螺栓和墊片固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四足救援機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)主體采用船型結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的四足救援機(jī)器人，其特征在于，還包括如下任一個或任多個部件: -輔助把手，所述輔助把手設(shè)置于機(jī)構(gòu)主體的左側(cè)和/或右側(cè)，并與對應(yīng)的動力輸入齒輪相連接； -座椅，所述座椅安裝于機(jī)構(gòu)主體內(nèi)部的前端和/或后端； -左齒輪箱和右齒輪箱，所述左齒輪箱和右齒輪箱分別設(shè)置于機(jī)構(gòu)主體內(nèi)部的左右兩偵牝左齒輪組和右齒輪組分別設(shè)置于左齒輪箱和右齒輪箱內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種四足救援機(jī)器人，包括機(jī)構(gòu)主體、動力輸入裝置以及四個腿部連桿機(jī)構(gòu)，所述動力輸入裝置設(shè)置于機(jī)構(gòu)主體內(nèi)部，所述四個腿部連桿機(jī)構(gòu)均布于機(jī)構(gòu)主體外部的左右兩側(cè)，其中，每一個腿部連桿機(jī)構(gòu)均與動力輸入裝置軸連接，所述動力輸入裝置通過人力驅(qū)動實(shí)現(xiàn)四個腿部連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。本發(fā)明整體框架為船形，使機(jī)器人對深水區(qū)域有較好的適應(yīng)性，在淺水區(qū)域則利用連桿機(jī)構(gòu)完成腿部支撐，并利用齒輪轉(zhuǎn)動帶動連桿運(yùn)動、行走，同時非標(biāo)準(zhǔn)齒輪的設(shè)計以保證船體運(yùn)行時的平穩(wěn)。內(nèi)置驅(qū)動軸，利用腳部力量可完成機(jī)器驅(qū)動；外帶輔助把手，在驅(qū)動軸損壞時可利用手搖驅(qū)動，在不同環(huán)境下都有較好的適用性。
【IPC分類】B62D57-032
【公開號】CN104802874
【申請?zhí)枴緾N201410038254
【發(fā)明人】王一, 楊其帆, 徐慶龍, 鄭剛, 梁慶華, 何其昌
【申請人】上海交通大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月26日